(57)【要約】【課題】  省スペース化および流水検知装置構造の簡易化が図られる乾式スプリンクラー設備に設置される流水検知装置の提供。【解決手段】  弁箱内部を一次側室Ｉと二次側室ＩＩに分ける隔壁６を有し、該隔壁６には一次側室Ｉと二次側室ＩＩを連通する連通穴７が形成されており、一次側室Ｉの内壁面に沿って移動することで連通穴７を開閉可能とする弁体８が設けられており、弁箱と弁体８の背面によって形成された空間である制御室１２には流体が充填されており、二次側室ＩＩと接続された配管２７には差圧起動装置１７が設けられ、該差圧起動装置１７が制御室１２と接続されており、二次側室ＩＩと接続された配管２７内の流体の減圧によって差圧起動装置１７が作動され、制御室１２内の流体が排出されるようにした。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次側に気体が充填される乾式スプリンクラー設備に設置される流水検知装置であり、弁箱内部を一次側室と二次側室に分ける隔壁を有し、該隔壁には一次側室と二次側室を連通する連通穴が形成されており、一次側室内壁面に沿って移動することで連通穴を開閉可能とする弁体が設けられており、弁箱と弁体背面によって形成された空間である制御室には流体が充填されている流水検知装置において、二次側室と接続された配管には差圧起動装置が設けられ、該差圧起動装置が制御室と接続されており、二次側室と接続された配管内の流体の減圧によって差圧起動装置が作動され、制御室内の流体が排出されることを特徴とする乾式スプリンクラー設備に設置される流水検知装置。
【請求項２】
上記乾式スプリンクラー設備に設置される流水検知装置において、前記制御室に充填される流体は、一次側室に充填されている消火水であることを特徴とする請求項１記載の乾式スプリンクラー設備に設置される流水検知装置。
【請求項３】
上記乾式スプリンクラー設備に設置される流水検知装置において、前記制御室に充填される流体は、二次側室に充填されている空気であることを特徴とする請求項１記載の乾式スプリンクラー設備に設置される流水検知装置。
【請求項４】
上記乾式スプリンクラー設備に設置される流水検知装置において、弁座には外部へ通じる小穴が穿設されており、小穴には圧力スイッチが接続されていることを特徴とする請求項１記載の乾式スプリンクラー設備に設置される流水検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に冬季に凍結のおそれのある寒冷地に設置される乾式スプリンクラー設備に用いられる流水検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の乾式スプリンクラー設備に用いられる流水検知装置としては、スイングチャッキ式のバルブによって構成されているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載されている流水検知装置は、水源と接続している一次側まで充水され、二次側には圧縮空気が充填されており、二次側に接続された配管の末端にはスプリンクラーヘッドが設置されている。
【０００４】
一次側の水が弁体と接する面積は二次側の圧縮空気が弁体と接触する面積よりも小さくなっており、その比率は約１：５となっている。従って、二次側の空気の圧力が、一次側の水の圧力と比較して１／５以上であれば二次側から弁体を押す力の方が強いので弁体は閉じた状態となる。
【０００５】
火災が発生すると、作動したスプリンクラーヘッドから二次側内の空気が抜けて弁体を二次側から押す力が低下することにより弁体が開き、一次側の水が二次側へ流入してスプリンクラーヘッドより水が散布されて火災の消火が行われる。
【０００６】
上記の乾式スプリンクラー設備において、二次側配管容量が大きい程、二次側の空気が減圧する速度が遅くなるので、その間に火災が延焼して被害が拡大してしまうおそれがある。そこで、差圧起動装置を設置して二次側が減圧した際に弁座から二次側の空気を弁体が開放される方向に放出されるように構成されている。
【０００７】
しかしながら、上記の流水検知装置は、弁体の一次側と二次側の受圧面積を１：５としたことから、バルブ口径に対する弁体の大きさが多大に大きいものとなってしまい、バルブ自体がかなり大きいものとなっている。ゆえに、装置自体の重量が大きく、また設置に必要なスペースも大きくなり、施工の際には労力を要するものであった。
【０００８】
上記の問題を改善して小型化された流水検知装置の一例として、弁体とダイアフラムが一体に形成され、該ダイアフラムの周縁が弁箱内に固定設置されており、弁体がダイアフラムの変形によって移動可能な構造のバルブにより構成された流水検知装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
特許文献２に記載されている流水検知装置は、弁体であるクラッパが、弁箱内に設置されるダイアフラムと一体に構成されており、クラッパの背面と弁箱内壁によって形成される呼水室内に流体を導入・排出することでクラッパが開閉を行なう構造をしているものである。
【００１０】
上記流水検知装置の弁体は平時において、呼水室内に水が充填された状態にあり、クラッパが一次側室と二次側室を連通する通路を塞いでいる。火災が発生してスプリンクラーヘッドが作動すると二次側に充填されている空気が減圧し始める。
【００１１】
二次側の減圧により、流水検知装置の二次側に設けられている圧力スイッチが起動して、呼水室に接続されている排水管上の電磁弁を開放する。電磁弁の開放によって呼水室内の水は排出され、クラッパが開いて一次側から二次側へ通水が行なわれて作動したスプリンクラーヘッドから水が散布されて消火活動が行われるものである。
【００１２】
【特許文献１】特許第２９９０５３７号公報（第２頁  第３図）
【特許文献２】特開平７−８５６９号公報（第４−５頁  第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の流水検知装置により小型化が図られたが、呼水室へ充水を行なうための呼水配管や、二次側に設けた圧力スイッチの信号によって電磁弁を開放させる制御装置が必要となり、さらに火災時に電気が遮断された場合においても電磁弁が起動されるように予備電源装置を設ける必要がある。
【００１４】
そこで本発明では、上記問題に鑑み、小型化および流水検知装置構造の簡易化が図られる流水検知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、二次側に気体が充填される乾式スプリンクラー設備に設置される流水検知装置であり、弁箱内部を一次側室と二次側室に分ける隔壁を有し、該隔壁には一次側室と二次側室を連通する連通穴が形成されており、一次側室内壁面に沿って移動することで連通穴を開閉可能とする弁体が設けられており、弁箱と弁体背面によって形成された空間である制御室には流体が充填されている流水検知装置において、二次側室と接続された配管には差圧起動装置が設けられ、該差圧起動装置が制御室と接続されており、二次側室と接続された配管内の流体の減圧によって差圧起動装置が作動され、制御室内の流体が排出されるものである。
【００１６】
請求項２記載の発明は、上記乾式スプリンクラー設備に設置される流水検知装置において、前記制御室に充填される流体は、一次側室に充填されている消火水としたものである。
【００１７】
請求項３記載の発明は、上記乾式スプリンクラー設備に設置される流水検知装置において、前記制御室に充填される流体は、二次側室に充填されている空気としたものである。
【００１８】
請求項４記載の発明は、上記乾式スプリンクラー設備に設置される流水検知装置において、弁座には外部へ通じる小穴が穿設されており、小穴には圧力スイッチが接続されているものである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、弁箱と弁体背面に形成された空間内に充填された流体によって弁体は常に閉止状態が維持される。流水検知装置の二次側に接続されたスプリンクラーヘッドが作動すると、二次側に充填されている流体の圧力が減少して差圧起動装置が作動することで制御室内の流体が流出して弁体が開くものである。
【００２０】
上記流水検知装置の作動には、電磁弁等の電気機器が関与していないので、予備電源装置を設ける必要がなく従来品と比較して安価に構成することが可能となる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、制御室内に一次側室の消火水を導入したことで、制御室と一次側室内は同圧となり、弁体における一次側室内の流体が弁体開放方向に作用する面積が、制御室側からの弁体閉止方向に作用する面積よりも小さいので、弁体は流体の圧力変動に関わらず閉止状態を維持することが可能となる。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、制御室内の流体は二次側室と同じ圧縮空気となり、流水検知装置が屋外等の凍結の可能性がある場所に設置される場合にも適用することが可能となる。
【００２３】
請求項４記載の発明によれば、弁座に設けた小穴と圧力スイッチを接続したことで、弁体が開放された場合には、一次側室の流体が小穴を通って圧力スイッチに到達し、圧力スイッチを起動させて流水警報を発生することが可能となる。
【実施例１】
【００２４】
以下、この発明の実施例１を図１から図４を参照して説明する。図１は本発明の流水検知装置が設置された乾式スプリンクラー設備の系統図であり、図２は警戒状態の流水検知装置の断面図、図３は差圧起動装置の断面図、図４は作動時の流水検知装置の断面図である。
【００２５】
図１に示す乾式スプリンクラー設備は、水源１、ポンプ２、流水検知装置３、スプリンクラーヘッド４から構成される。
【００２６】
水源１は、火災が発生した際に作動したスプリンクラーから散布される水を蓄えておくための水槽である。該水槽内の水を汲み上げるためにポンプ２が設置され、ポンプ２の吐出口には流水検知装置３へと続く配管５が接続されており、配管５内は充水されている。
【００２７】
流水検知装置３は図２に示すように、弁箱内部が隔壁６によって一次側室Ｉと二次側室ＩＩに分けられており、一次側室Ｉは前述の配管５と接続されていることから充水された状態にあり、二次側室ＩＩには圧縮空気が充填されている。
【００２８】
隔壁６には一次側室Ｉと二次側室ＩＩとを連通する連通穴７が穿設されており、一次側室Ｉ内に連通穴７を開閉するための弁体８が設けられている。
【００２９】
弁体８は有底円筒形状をしており、開口部分の端部にはフランジ９が形成されている。該フランジ９の側面は、一次側室Ｉの内壁に沿って移動可能となっており、この移動によって連通穴７が開閉される。
【００３０】
連通穴７の外側には環状の空間である中間室１０が形成されている。該中間室１０からは弁箱外部に連通する小穴１１が設置されており、小穴１１は弁箱外部に設置された圧力スイッチＰＳと接続されている。
【００３１】
圧力スイッチＰＳは、弁体８が開いて中間室１０内に一次側室Ｉの水が流入した際に、中間室１０内の水が小穴１１を通り圧力スイッチＰＳに達すると、流水警報が発生されるものである。
【００３２】
弁体８の背面と、一次側室Ｉの内壁によって制御室１２という空間が形成される。制御室１２には一次側室Ｉからのバイパス管１３が接続され、一次側室Ｉ内の水が充水される。バイパス管１３上には、制御室１２内の流体が一次側室Ｉに逆流しないための逆止弁１４や、オリフィス１５が設置されている。
【００３３】
制御室１２内の水を排出する手段として、排水管１６が制御室１２に接続されている。排水管１６上には差圧起動装置１７の流路１８が接続されており、該流路１８内は警戒状態において閉止された状態にある。
【００３４】
差圧起動装置１７は図３に示す構造をしており、流路１８内には弁体１９が設置され流路１８を閉鎖している。弁体１９上部にはロッド２０が突出して設けられ、該ロッド２０は流路１８内の隔壁を貫通して差圧起動装置１７上部の圧力室２１内に突出している。
【００３５】
圧力室２１は、ダイアフラム２２によって上室２３と下室２４に分けられている。下室２４に設けられた接続口２４Ａは、流水検知装置３の二次側室ＩＩと接続された配管２７に通じている。下室２４に充填された圧縮空気は、ダイアフラム２２の中央に設けられた小穴２５及び逆止弁２６を通過して上室２３内に流入する。ゆえに警戒状態においては上室２３と下室２４は同圧となっている。
【００３６】
ダイアフラム２２と弁体１９との面積比は１０：１以上となっており、圧力室２１の上室２３と下室２４の圧力に差が生じた際にはダイアフラム２２が下方に変形し、ロッド２０が弁体１９を押圧して流路１８が開かれる。
【００３７】
スプリンクラーヘッド４は流水検知装置３の二次側室ＩＩに接続された配管２７上に設置されており、火災の熱によって内部の弁体が開き、水源１より供給される水を散布して消火を行うものである。
【００３８】
配管２７上には、流水検知装置３の二次側に充填されている圧縮空気が所定圧力範囲内に維持されるように、減圧時に作動する圧力スイッチ２８と該圧力スイッチ２８の作動によって起動するレギュレーター２９が設けられている。
【００３９】
続いて、上記に説明した流水検知装置が設置されている乾式スプリンクラー設備の作動について説明する。
【００４０】
警戒時において、流水検知装置３の一次側室Ｉには水が充水されており、二次側室ＩＩには圧縮空気が充填されている。該圧縮空気は配管の継目等からの微量な漏れがあることから非常に遅い速度で圧力が降下してくる。圧縮空気の圧力が所定圧力以下になると圧力スイッチ２８が作動してレギュレーター２９を起動させ、配管２７内に圧縮空気が送り込まれるので配管２７内は所定圧力範囲以上に保たれている。
【００４１】
火災が発生すると、配管２７に設置されているスプリンクラーヘッド４が作動する。スプリンクラーヘッド４が作動すると、配管２７内に充填されている圧縮空気が作動したスプリンクラーより放出され、配管２７内の圧力は急激に降下する。
【００４２】
配管２７の圧力降下によって差圧起動装置１７内の下室２４内の圧力も同様に降下する。しかしながら上室２３内の流体は、逆止弁２６によって下室２４側に流れることができないので警戒状態のままの圧力が維持される。
【００４３】
これにより、上室２３と下室２４内の流体には圧力差が生じ、上室２３内の圧力が下室２４の圧力を上回るので、上室２３の圧力によってダイアフラム２２は下室側に変形しロッド２０を下方に押して、ロッド２０に押された弁体１９が下方に移動して流路１８が開放される。
【００４４】
すると、流路１８と接続していた制御室１２内の流体が排水管１４を通って排出される。図４に示すように、オリフィス１５によって一次側Ｉから制御室１２に流入する水の量は制限されており、排出される水量の方が上回るので制御室１２内は急速に減圧され、また二次側室ＩＩの圧縮空気が弁体８に及ぼす力および、一次側室Ｉの水が弁体８のフランジ９に及ぼす力によって弁体８は図４に示すように右側に移動し、連通穴７が開いて一次側室Ｉの水が二次側室ＩＩに流れ込む。
【００４５】
弁体８が移動したことで中間室１０内にも水が流入し、水は中間室１０から小穴１１を通過して圧力スイッチＰＳに達すると、流水警報が発生する。該流水警報によってポンプ２が起動され、水源１より送水が開始される。
【００４６】
二次側室ＩＩに流入した水は、配管２７を通って作動したスプリンクラーヘッドより散布され火災が消火される。
【００４７】
上記に説明した流水検知装置において、弁体８が開放されると、配管２７から差圧起動装置１７内部に水が流入してしまうおそれがあるので、差圧起動装置１７の圧力室２１内への水の侵入を阻止する手段の一例として、配管２７と差圧起動装置１７の間に特開２００３−３０５１３７号公報に記載されているアクセラチャッキを設置することが望ましい。
【００４８】
また、本実施例で説明した差圧起動装置を他の構造の差圧起動装置に置換することも可能であり、例えば特開平１０−１５５９２９号に記載されているアクセラレーターを使用することも可能である。
【実施例２】
【００４９】
続いて、本発明における実施例２について図５を参照して説明する。図５は、実施例２の流水検知装置の断面図である。実施例２の流水検知装置は、制御室内に二次側に充填されている圧縮空気を充填したものである。尚、実施例１と構成が同じ部分には同符号を付して説明は省略する。
【００５０】
実施例２の流水検知装置３０における実施例１との違いは、制御室１２へ続くバイパス管３１が二次側室ＩＩと接続されており、圧縮空気が充填されていることである。ここで、図５を用いて弁体８に作用する力について説明する。
【００５１】
弁体８には、弁体８を閉止する力として制御室１２内の圧力に図５に示す面積Ａ１を乗じた値となる。反対に弁体８を開放する力として、二次側室ＩＩの圧力に連通穴７の断面積Ａ２を乗じた値、および一次側室Ｉの圧力にフランジ部の面積Ａ１−Ａ３（＝Ａ４とする。）を乗じた値となる。
【００５２】
一例として、Ａ１＝２８．３ｃｍ2、Ａ２＝９．６ｃｍ2、Ａ４＝２．８ｃｍ2とし、一次側室Ｉの最大圧力Ｐ１＝１．４ＭＰａ、二次側室ＩＩの圧力Ｐ２＝０．３ＭＰａとすると、弁体８において閉止方向に作用する力は、Ｐ２×Ａ１となり０．３（ＭＰａ）×２８．３（ｃｍ2）＝８３．２（Ｎ）となる。
【００５３】
開放方向に作用する力は、Ｐ２×Ａ２＋Ｐ１×Ａ４であり、０．３（ＭＰａ）×９．６（ｃｍ2）＋１．４（ＭＰａ）×２．８（ｃｍ2）＝６６．６４（Ｎ）となる。
【００５４】
警戒時における二次側室ＩＩの最低圧力を０．２１ＭＰａ以上とした任意の値として、この値を圧力スイッチ２８が作動する設定圧力とすると、常に弁体を閉止する力の方が、開放する力を上回るので二次側室ＩＩおよび配管２７内の圧縮空気の緩やかな圧力降下によって弁体８が開くことは無い。
【００５５】
実施例２における作動については、実施例１と同じであるので説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の流水検知装置が設置された乾式スプリンクラー設備の系統図
【図２】警戒状態の実施例１の流水検知装置の断面図
【図３】差圧起動装置の断面図
【図４】作動時の実施例１の流水検知装置の断面図
【図５】実施例２の流水検知装置の断面図
【符号の説明】
【００５７】
１  水源
３  実施例１の流水検知装置
４  スプリンクラーヘッド
８  弁体
１０  中間室
１２  制御室
１６  排水管
１７  差圧起動装置
１９  弁体
２０  ロッド
２２  ダイアフラム
２３  上室
２４  下室
２６  逆止弁
２８  圧力スイッチ（減圧作動）
２９  レギュレーター
３０  実施例２の流水検知装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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